본 연구에서는 초등학생의 알고리즘 교육을 위하여 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 이용하였다. 스크래치는 그래픽 기반의 프로그래밍 인터페이스를 제공하여 처음 프로그램을 접하는 초등학생의 경우 배우기과 용이하고, 즉각적인 프로그래밍 결과 확인은 학생들의 흥미를 붙잡아 줄 수 있는 매력적인 요소이다. 따라서 스크래치를 이용한 알고리즘 교육 자료 개발은 초등학생의 특성에 맞는 스크래치를 이용하였기 때문에 Bloom이 주창한 완전학습을 기대할 수있다. 또한 수준별로 제시된 학습지는 교육의 수월성을 제공해 줄 것이며 알고리즘을 활용한 문제해결 능력 및 창의성의 신장은 학생들이 앞으로 배우게 될 학습내용을 익히는데 훌륭한 자산이 될 것이다.
다양한 지식이 넘쳐나는 요즘, 많은 양의 지식을 바르게 선별하고, 본인에게 맞게 지식을 구성하는 능력이 요구되고 있다. 이는 단순한 암기 위주의 교육으로는 시대가 요구하는 인간을 육성할 수가 없다. 개정된 초 중등학교 정보통신 기술 지침에 근거하면 초등학교에서부터 프로그래밍 교육이 이루어지게 되어있다. 하지만 초등학교 아동들은 기존 프로그램을 통한 학습에서는 지루해하거나 어려워하는 것이 현실이다. 본 연구에서는 이러한 문제해결을 위하여 새로운 멀티미디어교육용 언어인 스크래치를 이용한 현장연구를 하고자 한다. 스크래치를 이용한 교수 학습과정을 설계한 후 학습자들과 직접 수업을 진행하여 전통적 교육용 프로그래밍언어에 비교하여 그 효과를 알아보고자 한다.
본 연구는 로봇을 활용한 프로그래밍학습이 초등학생 및 초등영재들에게 창의력 향상에 도움을 주는 과학적인 학습도구라 판단되어 교육과정을 개발하였다. 이를 기초로 교재를 작성하고 현장에 직접 적용하여 그 결과를 분석하였다. 교육과정과 교재의 내용은 다양한 문제 상황에 맞는 로봇을 직접 제작하고 프로그래밍하는 과정(모두 6단계)으로 구분하고 학습수준에 맞게 편집함으로서 초등학생들이 로봇과 프로그래밍에 흥미와 관심을 가질 수 있도록 하였다. 로봇교육을 현장에 적용한 결과 창의성교육 도구로서 긍정적인 학습도구로 평가되었다. 또한, 수월성교육을 위한 학습도구로서 몇 가지 보완해야 할 결론도 함께 얻었다.
본 연구는 초등학교 학습자 특성에 따른 프로그래밍 교육방안 마련을 위해 구체적 조작활동 교구인 디키-3000을 활용한 프로그래밍 교육을 실시한 후 Grasha와 Reichmann(1974)가 제안한 6가지 학습양식 유형별 프로그래밍 성향 및 성취도 분석을 실시하였다. 연구결과 학습양식 유형에 따른 프로그래밍 성향은 의존형보다는 독립형, 협동형 보다는 경쟁형, 회피형 보다는 참여형에서 긍정적으로 나타났으며, 성취도 측면에서 는 독립형, 경쟁형, 참여형에서 높게 나타났다. 또한 심층적 이해를 위해 학습자와 구조화된 면담을 실시한 결과 학습양식 유형별 프로그래밍 학습에 대한 요구사항의 차이를 알게 되었으며 교육환경, 학습교구, 학습내용, 교수방법 측면의 디키-3000 프로그래밍 교육 방안을 제시하였다.
사회적인 요구와 어플리케이션에 대한 여러 긍정적인 교육 효과로 인해 어플리케이션 개발 교육을 위한 시도가 초 중등학교에서 이루어지고 있다. 블록형 어플리케이션 개발 도구가 개발되어 있지만 프로그래밍 환경과 운영체제의 국한, 기기 관리의 활용과 난이도의 문제로 초등학교 저 중학년 학생에게는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 중학년 학생들의 프로그래밍 의사소통 능력을 향상시키기 위한 페이퍼 프로토타입 기반의 어플리케이션 개발 교육 모델을 제안하려 한다.
2015 개정 교육과정을 통해 소프트웨어 교육의 일환으로 프로그래밍 교육이 초등학교 정규교과에 도입된다. 프로그래밍 교육이 문제해결력에 미치는 영향에 대한 분석을 통해 효과적인 교수 학습 방법이 제시될 수 있다. 본 연구에서는 엔트리와 엔트리용 센서보드를 활용한 5차시 분량의 학습 프로그램을 개발하고 그것을 적용한 수업을 실시하였다. 수업 전 후에 문제 해결 검사도구를 활용하여 학생들의 감마파와 뇌파집중 지표의 변화를 측정하고 분석하였다. 이를 통해 효과적인 프로그래밍 교육의 필요성을 제안하였다.
본 연구는 창의적 문제해결 능력 향상을 위한 알고리즘 학습도구로서 로봇을 이용한 프로그래밍 학습방법을 제안하는데 목적이 있다. 이를 위해 30차시 분량의 로봇 프로그래밍 교육과정과 교재를 개발하였으며, 초등학생 6학년을 대상으로 30차시를 학습시킨 후 평가하였다. 각 차시별 학습결과 산출물 중심으로 성취수준을 평가한 결과, 학습자들이 교육과정 내용을 대부분 이해한 수준으로 분석되었다. 이러한 결과는 개발한 교육과정과 교재가 초등학생들에게 충분히 공감하고 실천 가능하도록 구성되었다고 판단된다. 본 연구에서의 실행 경험을 통해 초등학교에서 로봇 프로그램 학습이 창의적 알고리즘 학습도구로 성공할 수 있는 가능성을 확인하게 되었다.
인지능력이 뛰어난 초등학교 고학년에는 컴퓨터 활용교육 보다 컴퓨터 기초원리 또는 프로그래밍교육이 필요하다. 본 연구에서는 재량 특별활동시간 혹은 방과 후 특기적성시간에 고학년(4,5,6학년)을 대상으로 프로그래밍교육 시 발생 가능한 문제점들을 미리 예측하고 대처하는 방법으로 초등학생들이 프로그램 작성 및 실행과정에서 발생하는 모든 오류들을 수집한 후 이를 유형별로 분류하고 분석하였다. 분석된 오류들을 활용하면 최적의 프로그래밍 교육과정을 작성할 수 있으며 이를 기초로 교수 학습 시 학습효과와 흥미도 유발에 큰 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서 수집한 오류들의 분석에서는 초등학생들이 프로그래밍 시 어려워하는 영역들은 소프트웨어 사용미숙으로 인한 단순오류, 영어로 된 예약어 사용미숙 등으로 인한 단순코딩이 가장 많았으며 다음으로 문법 이해의 어려움으로 발생하는 오류들이 가장 많았다. 이러한 오류의 유형들은 상업용 소프트웨어개발 업체에서 분석된 오류의 유형과 반대 현상으로 나타났으나 점차 교수 학습이 향상되면 같은 현상으로 바람직하게 나타날 것으로 예측된다.
초등 정보교육은 2000년의 정보통신기술 교육운영지침이 근간을 이루고 있다. 2005년 이후 개정을 통해 활용중심의 교육에서 정보과학 중심으로 교육의 초점이 바뀌었음에도 불구하고 교과의 방향에 대한 인식이 명확하지 않은 실정이다. 대학생들을 대상으로는 교육용 프로그래밍 도구 활용에 대한 효과 검증이 진행되었으나 초등학생들을 대상으로는 연구가 진행되지 않았다. 이에 본 연구는 초등학생들의 정보과학에 대한 인식을 검증하고자, 12차시에 걸쳐 정보과학 내용인 언플러그드 학습, 스크래치, 로봇 프로그래밍을 교육하였다. 교육 후, 실험집단 31명, 통제집단 45명을 대상으로 정보과학에 대한 인식 비교 결과, 실험집단이 통제집단에 비해 정보과학에 대한 태도, 정보과학 교육에 대한 흥미 및 만족도, 자신감 그리고 정보과학 교육의 가치 변인 모두에서 유의미하게 높음을 알 수 있었다. 이상을 토대로 할 때, 활용 중심의 정보 교육보다는 사고력 향상 중심의 교육을 통해 정보과학 교육의 기본 가치를 높일 필요가 있을 것으로 보인다.
SW교육의 성패는 교사들의 역량과 이해에 의존하기에 다수의 교육대학에서 예비교사를 대상으로 SW교육을 실시하고 있다. 본 연구는 예비교사의 프로그래밍 학습 경험과 SW교육 교육과정 및 교육효과에 대한 이해의 실태를 분석하였으며, 연구 대상은 C교육대학교에 재학 중인 294명의 3~4학년 학생들이었다. '프로그래밍 학습 경험'과 관련해서, 다수가 프로그래밍에 대한 흥미, 유용성, 지속적 학습 의지의 측면에서 긍정적으로 응답하였으나, 프로그래밍 경험에 만족하지 못하며, 프로그래밍을 어렵게 여기고, 자신의 프로그래밍 수준을 낮게 평가하는 것으로 밝혀졌다. 'SW교육 관련 교육과정 이해'에 대해서는 다수가 SW교육의 필요를 인정하고, 배정된 시간이 불충분하다고 이해하였으며, SW교육을 실과 교과에서 실시하는 것에 대해서는 긍정과 부정적인 이해가 고루 나뉜 편이었다. 이와 비교할 때, SW교육의 개념 및 특성 그리고 교육과정의 세부 내용들에 대해서는 이해가 부족한 것으로 밝혀졌다. 'SW교육의 효과 이해'와 관련해서는 문제해결력, 창의력 등을 포함한 6가지 효과 모두에 대해서 다수가 긍정적으로 이해하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이와 더불어서 심화전공계열별로 차이가 있는지를 분석한 결과, 프로그래밍 학습 경험, SW교육 관련 교육과정 이해 그리고 SW교육 효과 이해와 관련한 다수의 항목들에 대해서 전공계열별로 유의미한 차이가 있는 것으로 밝혀졌다. 연구 결과에 기초하여, 예비교사를 대상으로 한 SW교육에서 개선해야 할 사항들을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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